机构组合设计与创新3.ppt

机械创新设计,机构组合设计与创新,瑞士军刀,组合螺丝刀,节次安排,第一节概述第二节串联式机构组合与创新第三节并联式机构组合与创新第四节复合式机构组合与创新第五节叠加式机构组合与创新,第一节概述,组合创新按技术来区分，创新可分为两大类：一类是采用全新的技术，称为突破性创新：另一类是采用已有的技术进行重组，称为组合性创新。,重要性,组合性创新相对于突破性创新更容易实现，是一种成功率较高的创新方法，机构的组合设计是实现机械创新的一个很重要途径。当前，组合性创新占所有创新的80%以上。,组合的基本原则,任何产品设计都以简单为基本原则，但组合增加了机构的复杂度，因而必将引起副作用，所以组合创新必须要满足下面之一（1）功能增加（2）性能改善先看一组典型的例子,缝纫机,惯性筛,浇铸系统,电影放映机的卷片机构,第二节机构串联组合,串联式机构组合是指若干个单自由度的基本机构A、B、C顺序联接，每一个前置机构的输出运动是后置机构的输入。,两种类型,联接点可以设在前置机构中作简单运动的连架杆上，称其为型串联；联接点也可以设在前置机构中作平面复杂运动的构件上，称作型串联。,思考,对用四杆机构做前置机构的串联机构，怎样是型或型串联？,型串联,？和？组合,为什么这样组合？,思考,普通槽轮机构的缺陷？,槽轮是变速的,有何危害,Goon,双曲柄的运动特点？,从动杆的运动也是周期性变速的,Goon,怎样才能克服棘轮的缺点呢？,串联,关键是什么？,这就是缺点反用法,串联后的性能改善,有没有其他方法呢？,有没有其他方法呢？,牛头刨床,有何作用,力的放大,锻造（冲压）机,有何作用,力的放大,曲柄滑块和齿轮齿条,有何作用,行程放大,为什么？,若齿轮为双联齿轮，半径分别为下滑板的行程为,这样串联的作用？,摆角放大,轮系（串联）,周转轮系,差动轮系（并联）,差动螺旋传动,作用？,L=N（Ph1Ph2）式中：L活动螺母的实际移动距离，mmN螺杆的回转圈数Ph1机架上固定螺母的导程，mm说明Ph2活动螺母的导程，mm例题说明：当两螺纹旋向相反时，公式中用“+”号，当两螺纹旋向相同时，公式中用“”号。,型串联,作用？,主动件转一周，从动件实现工作两个循环,间歇运动,第三节并联式机构组合与创新,两个或两个以上基本机构并列布置，称为并联式机构组合。各个基本机构具有各自的输入构件，而有共同的输出构件则为I型并联；各个基本机构有共同的输入与输出构件则为型并联；各个基本机构有共同的输入构件，但却有各自的输出构件则为型并联。并联式机构组合的特点是运动并行传递。,I型并联（不同输入，相同输出）,简单型并联式机构组合，要求并联的两个子机构类型、形状和尺寸完全相同，并对称布置。它主要用于改善机构的受力状态、动力特性、自身的动平衡，解决机构运动中的止点问题及输出运动的可靠性等问题。,六杆发动机曲柄连杆机构,缝纫机针杆的运动,锉刀剁齿机构,缺点放大,并联机器人,差动轮系,型并联（同输入，同输出）,印刷机上的吸纸机构,间歇送料机构,思考：,设计的关键？两个并联的机构要协调配合，或完全对称布置,型并联（同输入，不同输出）,锻造机,下面的并联机构有何作用？,第四节复合式机构组合与创新,一个具有两个或两个以上自由度的基础机构和一个附加机构并接在一起的组合形式称为复合式机构组合。这是一种比较复杂的组合形式，基础机构的输入运动除来自自身的主动件外，必有一个来自附加机构。,钉扣机针杆传动机构,误差补偿机构,蜗杆涡轮是2自由度系统，凸轮机构的输出回馈到蜗杆上，也叫反馈式组合机构,第五节叠加式（装载式）机构组合,将一个机构安装在另一机构的某个运动构件上的组合形式，称为叠加式机构组合，其输出运动是若干个机构输出运动的合成。叠加式机构组合的主要功能，是实现特定的输出，完成复杂动作。,叠加式机构组合两种方式,一种为运动独立式一种为运动相关式,1运动独立式,运动独立式，即各机构的运动关系是相互独立的，其最后一个子机构往往动作要求比较复杂，有搬运、夹持、抓取等，可采用的机构类型较多，如连杆机构、齿轮机构、液压机构、挠性件机构等，常见于各种机械手。,玩具马,挖掘机,2运动相关式,各机构之间的运动有一定影响，通常设定一个机构为基本机构，另一子机构为附加机构，通过附加机构叠加在基础机构的一个活动构件上，同时附加机构的从动件又与基础机构的另一活功构件固接，虽输入一个独立运动，却获得输出两个运动合成的复合运动。,圆柱坐标型工业机械手（）,液压机械手,摇头电扇传动机构（I）,分析轮系的组合方式,作业：,病床的角度调节装置的设计。说明三爪卡盘的结构，它符合什么组合原理？设计一个工作台，断续左移，移动一定距离后由行程开关使其停止左移并连续返回。如果左移时希望时间可以调整怎么办？,一